В поисках равного для «Геркулеса»

В начале нового тысячелетия США объявили так называемую Глобальную войну с терроризмом, и теперь в любой момент перед американскими военными могли поставить задачу в любой точке земного шара, при этом в противниках могли оказаться как инсургенты, так и развитые страны. Всё это требовало серьёзной модернизации почти всех видов вооружения. Не стала исключением и транспортная авиация. Главным новшеством должно была стать создание замены нестареющему старичку C-130 «Геркулес». О смелых планах начала XXI века мы и поговорим сегодня.

С самого начала хочется уточнить один момент — речь пойдёт о практически современных нам проектах, что накладывает свою специфику. Да, благодаря некоторой открытости американского ВПК, на фоне других стран почти уникальной, мы обладаем достаточно большим объёмом материалов, позволяющим в общем приближении как построить хронологию, так и дать описание основным проектам. Но стоит понимать, что нам неизвестна большая часть информации, о чём можно судить по более ранним периодам.

Потому этот материал никак не может претендовать на полное и исчерпывающее описание истории развития тактической транспортной авиации США указанного периода. Более того, автор сознательно не рассматривает программы, существовавшие под патронажем Армии США, а сосредотачивает внимание на ВВС. С каждым годом мы будем получать новые и новые порции информации, которые будут дополнять или даже кардинально менять картину. Тем не менее, попытаемся обобщить почти весь известный на момент публикации материал.

Два наследника для C-130

Всем работам по тактической транспортной авиации нулевых предшествовала два проекта, стартовавших ещё в 90-х. Первый стал ATT (Advanced Theater Transport) — программа ВВС США по созданию транспортного самолёта укороченного взлёта и посадки, способного в перспективе заменить новенький C-130J. Старт работам был дан в 1996 году, и долгое время в программе лидировал проект Boeing Model 3132. Это был самолёт достаточно необычного вида, с коротким и широким фюзеляжем, атрофированным хвостовым оперением и поворотным крылом обратной стреловидности. Model 3132 с грузом в 45 тонн должен был совершать взлёт и посадку с грунтовых полос длиной 120 метров (требовалось 100 метров для взлёта и 80 для посадки) и иметь дальность 6500 километров. В целом этот проект полностью устраивал военных, и если бы не другая программа, вполне возможно, что Model 3132 мог быть построен.

Практически одновременно с военным деньги на проектирование нового самолёта для замены в перспективе различных вариантов C-130 выделило Командование специальных операций. Силы специального назначения ещё с начала 80-х задумывались о собственном транспортном самолёте, к которому тогда было два главных требования — вертикальный взлёт и посадка, а также высокий уровень незаметности в радио- и инфракрасном диапазонах. Информации обо всех подобных проектах по сей день очень немного, и есть даже некоторые аргументы в пользу того то, что подобные самолёты могли быть построены.

Тем не менее, основой авиации для специальных операций остались MC-130E и новые МC-130Н. Это не устраивало Командование специальных операций. Активное распространение ПЗРК не только среди регулярных армий развитых государств, но и в войсках стран третьего мира и у иррегулярных формирований, делало обычные транспортные самолёты слишком уязвимыми. Кроме того, из-за того, что некоторые бывшие сверхдержавы (речь, конечно же, о СССР) превратились в зоны потенциальной нестабильности, возросла вероятность, что ССО придётся действовать в условиях серьёзной эшелонированной ПВО. Это могло случиться как при выполнении операций на территории бывшего СССР, так и в случае передачи или продажи передовых комплексов ПВО из страны бывшего СССР возможным противникам США.

Всё это требовало создания стелс-транспорта, который не будет так уязвим для ПВО противника, и сможет обеспечить доставку отрядов специального назначения на защищённую территорию. От нового самолёта требовалось обеспечить снижение ЭПР до значений менее 0,1 метра квадратного, быть невидимым для тепловых сенсоров на расстоянии более километра, а для уха человека самолёт нельзя было услышать на расстоянии в 500 метров.

Боевой радиус требовался не менее 1900 километров при скорости в 740 километров в час. Новый самолёт должен был уметь летать с огибанием рельефа на высоте менее 50 метров, уметь садиться и взлетать с грунтовых полос не длиннее 100 метров, а также иметь возможность базироваться на авианосцах. Программа получила в ВВС США обозначение M-X, а в Командовании сил специальных операций — Commando Spirit.

Но кроме обычного самолёта предусматривалась и создание «ганшипа» нового поколения — в ССО не собирались отказывать от полюбившегося им типа ударного самолёта. К программе AM-X Commando Dagger предъявлялись все те же требования, что и к M-X, но вдобавок «ганшип» должен был получить крайне необычный набор вооружения. От старой комбинации должна была остаться лишь одна скорострельная 20-мм или 25-мм пушка. Крупнокалиберное орудие должен был заменить боевой лазер, способный работать как в нелетальном режиме (поражение оптических систем) так и уничтожать наземные и воздушные цели, а также выполнять задачи ПРО.

Вдобавок AM-X имел пусковую установку для малых многоцелевых (воздух-воздух, воздух-земля) ракет и различных беспилотных систем. Рассматривался как вариант создания «ганшипа» на базе M-X так и разработка специального самолёта. Работы по обоим проектам велись в McDonnell Douglas (впоследствии Boeing) и в Northrop Grumman. К 1997 году были подготовлены предварительный предложения, в 2000 году ожидалось выделение финансирования на основной этап проектных работ, а уже в 2007 году должен был полететь первый прототип. Но уже в 1999 году программа столкнулась с нехваткой финансирования после экономического кризиса 1998 года.

В итоге на конец 90-х годов у США были две очень схожие программы, предполагающие создание достаточно схожих самолётов (что не удивительно, ведь по сути обе были направлены на замену C-130). Такое положение дел казалось не очень правильным, так как терялась бы унификация, да и ведение двух отдельных программ требовало бы большего финансирования. Неудивительно, что уже в 2001 году пошли разговоры, что работы следует объединить в рамках единой программы. ЛТХ и требования по весу должны были быть взяты от ATT, требования по незаметности — от M-X/AM-X. Выступала за это решение и корпорация Lockheed Martin.

Там считали, что именно использование технологий «стелс» должно стать новым трендом в транспортной авиации. Причиной было появление новых дальнобойных ЗРК и ракет «воздух-воздух». Для них медлительные, хорошо заметные и неспособные к постоянному полёту на малых высотах транспортные самолёты являлись великолепной целью. В итоге противник, действуя из своего глубокого тыла, мог без проблем прерывать грузовые воздушные перевозки, над территорией контролируемой американскими войсками. Решение было, конечно же, в достижении незаметности грузовых самолётов и именно таким был проект Lockheed Martin представленный на программу АТТ.

И снова единый самолёт

В 2001 году были прекращены работы над M-X/AM-X, а в 2003 свёрнута программа ATT. На замену им обоим в том же году был дан старт новому проекту, получившему обозначение AMC-X (Advanced Mobility Concept — Experimental). В его рамках требовалось создать грузовой самолёт способный перевозить до 36 тонн груза (два бронетранспортёра Stryker) на расстояние 3700 километров. Требования к разбегу при взлёте с полной нагрузкой упростили, теперь для взлёта верхней границей были 300 метров, но длина пробега при посадке была чётко лимитирована 80 метрами.

Оставили и требование специальных сил по возможности взлёта и посадки с авианосцев, но не с существующих, а с перспективных, использующих электромагнитные катапульты. Никаких чётких требований по уровню незаметности для радаров указано не было, не смотря на то, что эта характеристика была ключевой для проекта. Вероятнее всего предполагалось сформировать это требование уже после изучения предварительных проектов, когда станет ясно какой уровень достижим. Также нет чёткой информации о требованиях по снижению уровня шума и заметности в инфракрасном диапазоне, но можно предположить, что они более-менее соответствовали требованиям к M-X/AM-X.

На базе проектируемого самолёта также предполагалось создать «ганшип» (при этом единственным требованием было размещение вооружения в поворотных башнях под фюзеляжем, сам набор вооружений определён не был) и воздушный танкер. Последний считался чуть ли не более важным для ВВС, чем грузовой вариант. Дозаправка в воздухе была моментом наибольшей уязвимости современных стелс самолётов, что не устраивало авиаторов. Малозаметный танкер как позволил бы провести её ближе к линии фронта, так и не опасаться атаки в момент заправки. Также у AMC-X не было никаких точных сроков, кроме общего пожелания военных получить первые серийные машины в начале третьего десятилетия XXI века.

В работах приняли участие все три главных аэрокосмических гиганта США: Lockheed Martin, Northrop Grumman и Boeing. По сей день не подтверждено участие в программе фирмы Scaled Composites, известной своими необычными проектами самолётов. Некоторые источники говорят, что фирма представила полноценный проект, другие сообщают, что она была привлечена как субподрядчик, третьи же утверждают, что в программе AMC-X Scaled Composites никогда не участвовали. Другой загадкой по-прежнему являются проекты, предложенные в рамках AMC-X, Northrop Grumman и Boeing. Если их последующие работы ещё более-менее известны, то ни одного проекта, точно относящегося к периоду AMC-X, пока найти не удалось. Единственное что можно предположить, что они могут быть похоже на последующие варианты от этих фирм, которые мы рассмотрим ниже.

Лучше всего известен вариант Lockheed Martin, при этом для него можно проследить некоторые этапы его развития. Одно из возможных объяснений, то, что проект Lockheed Martin создавался совместно с Исследовательской лабораторией ВВС (AFRL) и потому именно его использовали в виде иллюстрацией в различных публикуемых отчётах и статьях. Со стороны Lockheed Martin работами занималось, конечно же, подразделение Skunk Works. Известно и внутреннее наименование проекта — MEDUSA (Multi-Role Delivery & Utility Support Aircraft). Ранние работы велись в двух направлениях.

Первое предполагало дальнейшее развитие проекта, предложенного в программе ATT — малозаметного грузового самолёта с расположением двигателей в развитых гондолах с экранированными воздухозаборниками в корне крыла и уменьшением длины разбега и торможения за счёт использования плоских отклоняемых сопел. Изучался и альтернативный проект бесхвостки с наклонным килями на законцовках крыла и размещением двигателей над крылом. Это позволяло увеличить ширину фюзеляжа, а значит и объём грузового отсека.

Второй вариант предполагал большую ставку на сокращение пробега при взлёте и посадке за счёт лучшей аэродинамики и использования двух вентиляторных подъёмных двигателей у основания крыла. По расчётам, на этом варианте можно было достичь длины разбега в 100 метров и вертикальной посадки. Интересно, что оба проекта разрабатывались с максимально возможной унификацией с самолётами F-22 и F-35 — с них предполагалось использовать двигатели и часть электроники.

Skunk Works не были бы собой если бы не попытались выдвинуть какую-нибудь ещё более безумную идею. В этот раз это было предложения создать полностью беспилотный транспортный самолёт. В результате сокращения веса за счёт отказа от кабины пилотов и самих пилотов можно было бы достичь требуемых военными характеристик без использования сложных технологических решений, вроде отклоняемого вектора тяги или подъёмных двигателей. Но заказчик отнёсся к идее с сомнением, если в том, что современных компьютеров хватит для управления грузовыми самолётами, сомнений не было, то доверять программе заправку в воздухе было слишком опасно. А создание танкера было для заказчика чуть ли не важнее чем создание грузового самолёта.

После консультаций с AFRL для дальнейшего развития MEDUSA была выбран первый путь со ставкой на малую заметность. Был отвергнут вариант с компоновкой бесхвостка из-за невозможности обеспечить требуемую длину пробега при взлёте и посадке. В оставшийся проект при этом было внесено значительное количество нововведений. Так изначально предложенное крыло имело меньшую ЭПР, но при этом достаточно плохо подходило для полётов на малой скорости. Новый вариант получил более заметное, но более подходящее для своих скоростей крыло.

Точно так же было изменено и V-образное хвостовое оперение, не обеспечивающее достаточной управляемости не самому лёгкому самолёту. Вместо него AFRL предложила вернуть горизонтальный стабилизатор, а наклонные кили разместить на его законцовках. Это также повышало заметность (хоть и не так значительно, как оперение обычного вида), но делало самолёт более управляемым, особенно на взлёте и посадке. Интересно, что при разработке почти не уделялось внимание созданию «ганшипа» на базе MEDUSA, поскольку расположить нормально пушечное вооружение на предложенном варианте самолёта практически невозможно. По некоторым сведением, предполагалось, что у «ганшипа» будет только ракетное вооружение в вертикальных пусковых установках, но найти этому подтверждение мне не удалось.

К 2006 году AFRL рапортовала о значительном прогрессе в AMC-X и готовности перейти на новый этап с чётком сформулированным техническим требованием и выбором двух финалистов программы. Но к тому времени стало ясно что перспективы у подобной программы не самые радужные. Первой и наиболее важной проблемой была конечно нехватка финансирования. Значительные суммы уходили на программу JSF, оказавшуюся значительно более дорогой, чем это ожидалось. На проекты вроде AMC-X денег уже банально не хватало.

Другой причиной было наличие очень похожей программы у Армии США — Joint Heavy Lift (JHL). В её рамках разрабатывался тяжёлый грузовой винтокрыл/конвертоплан, очень похожий по всем характеристикам на AMC-X, разве что JHL предполагал вертикальный взлёт и посадку, а AMC-X большую дальность полёта. У многих политиков наличие столь схожих проектов вызывало вопросы и существовало серьёзной лобби в пользу отмену одной из них или объединение, за что выступали в том числе и некоторые фирмы, например, Boeing, явно отстающая в рамках AMC-X. В этой ситуации в Lockheed Martin, чтобы сохранить свои позиции, решили выдвинуть инициативный проект, способный заинтересовать политиков за счёт столь любимой всеми унификации.

Lockheed Martin MACK (акроним от первых букв включённых в него проектов) был чуть больше чем их же MEDUSA, и имел большую направленность на стелс за счёт использования схемы бесхвостка а также лучшего экранирования воздухозаборников. Необычным было и решение разместить плоские сопла над грузовым люком. Такой подход усложнял сброс грузов в полёте (хотя по заявлению разработчиков, MACK был способен отклонить выхлоп, компенсировав изменение вектора тяги органами управления самолёта), но положительно влияло на управляемость и снижало ЭПР MACK. Так же, как и в AMC-X, предполагалось создание на его базе и танкера и «ганшипа», но главным новшеством был вариант BMACK — стратегический стелс бомбардировщик.

В тот период как раз шли над программой создания нового бомбардировщика на смену В-2 — Next-Generation Bomber (NGB). В Lockheed Martin рассчитывали за счёт такой унификации вырваться вперёд как в создании стелс транспорта, так и стелс бомбардировщика. Единая программа позволила бы серьёзно сэкономить как на этапе разработки, так и в последующей эксплуатации самолёта. Интересно, что такая идея не была первой, например, в ходе работ над тяжёлыми транспортными самолётами выдвигалось требование, что они должны сменить на службе не только C-5 Galaxy, но и В-52. Но найти поддержку со своим проектом Lockheed Martin не удалось и работы над MACK достаточно быстро свернули.

На пути от транспорта к заправщику

В то же время программа AMC-X была заменена на новую Advanced Joint Air Combat System (AJACS), при этом по сути никаких требований или изменения старых выдвинуто не было. Скорее всего причиной было желание обнулить сроки работы и за счёт этого всё же выбить из политиков финансирование. А может, как шутили некоторые, ВВС просто очень хотели добавить в название ещё одной программы слово «Joint». По сути все участвовавшие в AMC-X фирмы просто продолжили работы над своими проектами. Так в Lockheed Martin дальше развивали MEDUSA — гондолы в корне крыла окончательно срослись с фюзеляжем и сформировали несущий фюзеляж. Но что для нас интересно — предложения Northrop Grumman и Boeing в рамках программы AJACS уже достаточно хорошо известны.

Проект Northrop Grumman больше всего напоминает увеличенный и немного переделанный В-2 Spirit. Это вполне привычного вида малозаметное летающее крыло без использования оперения с двигателями, утопленными в верхней части фюзеляжа. Грузовая рампа расположена в задней нижней части фюзеляжа и по заявлениям разработчиков её конструкции уделено особое внимание, для уменьшения её заметности в радиодиапазоне. Крайне интересным и уже знакомым решением является максимальная унификация с предложенным в рамках программы NGB стратегическим стелс бомбардировщиком. Не очень ясно — чем объясняется схожесть подхода с BMACK от Lockheed Martin: было ли стремление к унификации одни из неофициальных требований военных, подсмотрели ли фирмы решения друг у друга или это просто схожесть образа мысли того периода.

Тем не менее, проект Northrop Grumman многими считался аутсайдером программы AJACS — ибо выбранная компоновка и конструкция хоть и обеспечивали максимальное снижение ЭПР, но при этом очень плохо подходили для укороченного взлёта и посадки. Ответ, как в Northrop Grumman собирались достичь требуемых цифр, кроется в малоизвестной по сей день программе HAWSTOL, в рамках которой совместно с NASA исследовались вопросы управления циркуляцией воздуха на крыле. Вероятнее всего именно с помощью изменения подъёмной силы и отклоняемого вектора тяги двигателей (без использования управляемых поверхностей) и достигался укороченный взлёт и посадка, а также хорошая управляемость на минимальных скоростях. Но к сожалению, по сей день о HAWSTOL практически ничего не известно и нам приходиться оставаться на территории догадок и предположений.

Также не слишком много известно и о проекте Boeing. Вероятнее всего, в ранних вариантах инженеры так же, как и в Lockheed Martin, пытались использовать подъёмные двигатели, но быстро от этой идеи отказались. Самолёт же, представленный на программу AJACS, на первый взгляд снова напоминает В-2, даже более чем вариант от Northrop Grumman. Но почти сразу же в глаза бросается главное отличие — развитый фюзеляж и наличие полноценного оперения. Таки образом в Boeing пытались достичь баланса между снижением ЭПР, лётных характеристик самолёта и использованием сложных неотработанных технологий. Интересно, что именно вариант Boeing достаточно быстро перехватил первенство в программе у Lockheed Martin, вероятнее всего из-за того, что именно этот проект был ближе всего к желаниям военных. Тем не менее, все три фирмы в сотрудничестве с AFRL продолжили работы над своими проектами.

Ещё в 2007 году почти сразу после старта AJACS была открыта подпрограмма Speed Agile Concept Demonstration (SCAD но чаще для её обозначения используют название Speed Agile, этого буду придерживаться и я). В её рамках AFRL на основе сотрудничества с тремя фирмами-участницами и NASA должна была исследовать все возможные технологические решения для создания малозаметного грузового самолёта укороченного взлёта и посадки и на основе полученных результатов окончательно сформировать требования к подобному самолёту и используемым в нём технологиям.

Если изначально программа Speed Agile предполагалась как вспомогательная по отношению к AJACS, то уже к концу десятилетия её роль начала расти. В ВВС США чётко понимали, что малозаметный транспортный самолёт в текущий момент не является приоритетной программой. Она может оказаться очень дорогой, а лишних денег у военных США в период президентства Барака Обамы не водилось. Не ясен был и исход негласного противостояния с армейской программой JHL, политики в любой мой момент могли отдать предпочтение подходу Армии и тогда бы все вложения в малозаметный транспортный самолёт оказались бы бессмысленными. При этом куда больший интерес представляло создание малозаметного танкера.

Уже к началу второго десятилетия почти вся информация о AJACS пропадает, и можно предположить, что программа была закрыта, хотя точной даты нам не известно. При этом работы над Speed Agile продолжились, хотя и носили чисто исследовательский характер. Совместно с AFRL изучашлись совершенно разные компоновки и решения, при этом уже почти не скрывалось, что отработанные решения будут скорее применены не для малозаметного транспорта, а для программы по созданию перспективного летающего танкера KC-Y (впоследствии малозаметный вариант заправщика получил неофициальное наименование KC-Z). Появляющиеся в последние годы концепты подобных самолётов как от AFRL, так и от фирм, участвовавших в программах AMC-X и AJACS, явно являются развитием старых проектов малозаметной замены для C-130.

Само же создание смены для старичка «Геркулеса» на настоящий момент если и идёт, то лишь в рамках самостоятельных исследований в отдельных фирмах. Возникающие разговоры, о том, что в основу для замены можно положить, например, наработки Lockheed Martin и Boeing по средним и тяжёлым грузовым самолётам, выполненным по схеме «смешанное крыло» (переходная между интегральной компоновкой и летающим крылом), остаются не более чем разговорами. При этом ходят слухи, что в обозримом будущем будет представлен новый вариант C-130, и старичок ещё надолго останется основной тактической грузовой авиации США.

Причины долголетия и успешности C-130 стоит искать в сочетании его характеристик и достаточно небольшой цены. Самолёт без проблем справляется со своей основной задачей по перевозке грузов, а любые улучшения вторичных характеристик (заметность, длина пробега при взлёте и посадке) приводят к радикальному увеличению стоимости будущего транспорта. Это значит, что C-130 так и останется на своих позициях до того времени, когда технологии не снизят цену перспективных самолётов (например, серьёзно подешевеет создание тяжёлых конвертопланов), или же улучшение вторичных характеристик станет критически необходимым (например, США в ходе конфликта столкнётся с пока лишь теоретической идеей выбивания вспомогательной авиации с помощью дальнобойного ракетного вооружения). Сколько ещё прослужит «Геркулес», может показать лишь время, но до своего столетия он вполне может дотянуть.

Источники и литература:

1. W. James Stephenson, Cale H. Zeune, Maxwell Blair. Computational Design of an Advanced Mobility Concept — AIAA 2006-7123
2. Cale H. Zeune. Enabling Speed Agility for the Air Force — AIAA 2010-349
3. Mike Snead. Innovations in Tankers, Air Mobility, and Expeditionary Forces Support — Air Force Research Laboratory, 2008
4. Jon D. Klaus. Strategic Mobility Innovation: Options and Oversight Issues — 2005
5. Scott W. Collins, Bryan W. Westra, John C. Lin, Gregory S. Jones, Cale H. Zeune. Wind Tunnel Testing of Powered Lift, All-Wing STOL Model — 2008
6. Paul M. Bevilaqua. FUTURE APPLICATIONS OF THE JSF VARIABLE PROPULSION CYCLE — AIAA 2003-2614
7. John E. Funk. Future Military Common Aircraft Development Opportunities — AIAA 2006-1514